人工智能技術在石油工程領域的應用

孫孔明，楊先聞，高少鋒，胡錦博

（中石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 751506）

當前人們在日常生產生活過程中，合理應用人工智能技術，給人們提供了很多的便利，逐漸提升了生活品質。隨著石油工程領域高效應用人工智能技術，能夠逐漸提升開發(fā)和勘探技術水平，創(chuàng)新石油工程生產模式，確保石油整體采收率，并在石油工程過程中，對于定向鉆井以及地質導向等方面，可以逐漸更新和換代技術。人工智能技術作為最前沿、最尖端的時代先驅，石油工程領域在應用人工智能技術時，可以創(chuàng)新石油工程管理和生產模式，同時給石油企業(yè)帶來更多的機遇，不斷優(yōu)化石油工程現場管理模式。通過科學運用人工智能技術，可以逐漸提高石油企業(yè)在行業(yè)中的核心競爭力。

1 石油工程領域應用人工智能技術，構建多環(huán)節(jié)、多學科生產和管理平臺

石油企業(yè)為了全面提升自身管理水平以及決策質量，許多石油企業(yè)積極開展數字油田工程項目，部分石油企業(yè)將公司名字命名為一體化數字油田、未來智能油田以及智慧油田等。通過構建完善的數據存儲以及數據采集模式，將數據合理應用在構建石油企業(yè)的生產管理以及研究工作當中，積極搭建智能平臺，更好地開展石油企業(yè)相關決策支持以及經營管理工作，逐漸形成智能化的生產模式，給石油工程決策質量和工作效率提供更多的支撐。在促進石油企業(yè)的健康發(fā)展過程中，石油企業(yè)應在開展石油工程數據檢測和分析等每個生產工作環(huán)節(jié)時，合理應用人工智能技術，可以充分展現出可視化以及一體化管理優(yōu)勢。開展石油工程時，石油企業(yè)領導人員需要意識到人工智能技術的優(yōu)勢，充分發(fā)揮出人工智能技術的可視化、分類聚類、結構化以及數據降維優(yōu)勢，可以有效提升石油工程整體生產產量以及質量，有利于逐漸提升石油企業(yè)自身經濟效益[1]。

2 通過人工智能技術，減少石油工程人工勞作量

在開展石油工程生產過程中，通過合理應用人工智能技術，不僅可以提高生產質量，同時可以減少人工勞作量，確保工作人員自身生產安全。例如，采用虛擬助手以及智能機器人等方式，可以替代施工人員開展一些重復施工以及比較高危險的施工作業(yè)活動，并在石油工程日常管理時，能夠充分發(fā)揮出人工智能技術的作用。第一，石油工程項目施工時，通過采用智能機器人的方式，可以精準定位、精確識別油氣管道內外壁存在的缺陷情況，在操作方面只需要一位工作人員開展遠程操作，就可以實現檢測油氣管道工作。第二，工作人員在石油工程生產時，采用虛擬助手的方式，可以代替工作人員進行常規(guī)的觀察以及問答，并做好采集石油工程中產生的數據等相關工作[2]。

3 石油工程領域合理應用人工智能技術，可以確保資產管理維護技術水平

工作人員在進行石油工程項目過程中，應對石油工程生產設備定期開展檢測維修工作。只有詳細地開展檢修設備工作，才能確保機械設備能夠正常運行，避免在使用時發(fā)生故障情況。在進行檢修施工設備時，具備了密集的作業(yè)特征，并需要工作人員花費大量時間開展設備檢修工作，同時工作人員在進行檢修過程中存在很大檢修風險。根據實踐調查顯示，人工開展機械設備檢測時，設備錯誤發(fā)現率都沒有達到2%，同時花費了大量的財力以及人力，不僅影響了石油工程生產效果，且降低了石油企業(yè)自身經濟效益。在檢修石油工程設備時，通過科學采用人工智能技術工具，能夠對機械設備實現自動檢測模式，提高了檢測質量。對設備可能存在的故障情況進行早期預警，并根據設備當前可能存在的風險，制定完善的檢修方案。通過人工智能技術，可以有效節(jié)省工作人員開展常規(guī)的、不必要的設備定期維修檢測工作，同時確保石油工程項目有序進行。

4 人工智能技術給鉆井施工環(huán)節(jié)提供可靠的數據資料

石油工程項目在開展地球物理勘探工作時，工作人員應全面分析重力、電磁、地震等有關信息數據，分析數據信息以后，可以綜合分析沉積演化規(guī)律和構造運動。由于智能技術在海量數據信息當中找尋相關規(guī)律與地球物理勘探操作流程基本相同。在進行石油地球物理勘探時，施工人員科學應采用人工智能技術，結合多種算法積極開展地球物理反演技術，具體包含了粒子群算法、模擬退化算法以及基因算法等。在應用人工智能技術時，還可以采用蒙特卡洛和馬爾科夫鏈算法。采用邊緣檢測算法，開展自動追蹤地震層位輔助地震解釋工作；合理應用蟻群算法進行三維地震數據解釋。此外，在石油工程領域合理應用人工智能技術，能夠實際解決作業(yè)過程中存在的難題。首先，解決數據型作業(yè)難題。通過采用綜合測井曲線繪制方式，將巖心數據、地震數據以及測井曲線進行結合，構建油藏特征，對天然氣產量進行預測等。其次，解決公式型作業(yè)難題。對測井數據信息進行解釋，逐漸提升采收率識別效果。最后，解決知識和數據融合型相關問題，具備包含了確定和選擇井的方式。

5 應用人工智能技術提高鉆井施工的高效性以及安全性

第一，石油工程在開展鉆井設計工作時，設計人員在設計過程中，通過采用人工智能技術的方式，可以科學預測裂縫梯度、鉆井液、坍塌壓力，以及選擇鉆頭，鉆井平臺等工作內容。第二，工作人員在開展鉆井作業(yè)時，通過采用人工智能技術的方式，可以實時開展風險預警以及優(yōu)化調整工作。通過采用木湖推理模式開展石油工程風險預警工作，對比參考數據庫信息以及現場實際數據信息內容，人工智能技術還能對兩者存在的數據偏移情況進行提示，根據實際情況做好風險預判工作，并幫助工作人員對存在的風險進行分析，合理給出相關風險控制以及預防風險相關建議，對石油工程風險進行合理規(guī)避。此外，采用人工智能技術的方式，合理選擇石油工程作業(yè)程序。為了更好地節(jié)約作業(yè)成本以及提升石油產量，避免在石油工程生產時出現浪費情況，應合理采用鉆井作業(yè)程序，更好地對能否適用作業(yè)程序進行科學判斷，針對鉆井參數進行詳細的研究。石油工程領域科學應用人工智能技術，可以根據現場實際情況，構建完善的理論模型。將施工經驗數據信息進行分析，給施工人員提供一些具有實時性的相關決策建議。

6 應用人工智能技術實現油田產出最大化目標

石油工程在進行油田開采、開發(fā)時，科學采用人工智能技術可以不斷優(yōu)化油田生產歷史數據整體開發(fā)效果。通過采用人工智能優(yōu)化模型的方式，逐漸提升石油工程整體油田產量。采用人工智能技術的方式，合理選擇層位、施工井，逐漸優(yōu)化壓裂施工設計方案，可以確保石油工程作業(yè)方式更加精確。開展大量壓裂歷史數據收集的方式，能夠優(yōu)選產能參數、巖石力學參數、壓裂施工參數以及儲層參數等。并將相關數據信息構建完善的模型，通過靈活應用Sigm oid 函數、LM 算法和BP 神經網絡。在進行石油工程項目時，通過設置產能模擬神經網絡專家組、裂縫模擬神經網絡專家組，合理采用遺傳算法的方式，不斷優(yōu)化石油工程作業(yè)方案，確保壓裂效果。

7 探究石油工程領域具體應用人工智能技術相關措施

在開展石油工程領域項目過程中，通過合理運用人工智能技術，能夠有效提升整體作業(yè)質量和效率，并有助于推動我國石油工程領域的健康發(fā)展。

首先，油田地面合理運用設施系統(tǒng)模擬。以某油田資源作為案例進行分析，本油田700多生產井，需要將生產液體合理運送至三相分離設備當中，并通過分離設備將適量高壓氣進行分離并運送至管網結構當中。然而值得注意的是環(huán)境溫度會對設備整體工作效率帶來一定的影響，也影響著后期石油產量。為了實際解決這個問題，在開展石油工程項目時，需要工作人員合理運用人工智能技術，構建完善的智能模型，可以對石油工程地面系統(tǒng)具體運行情況進行準確測量，確保分離設備產油量。工作人員應對神經模型結構進行全面分析，認真審核統(tǒng)計數據信息內容，具體包含數字矩陣補孔以及鑒定識別兩方面內容，并運用變量分析方法和模糊聚類方式，深入探討石油工程領域中涉及的相關數據變量內容。針對各個變量中可能產生的相關影響進行綜合性考慮，可以有效避免數據信息產生很大的變化現象。此外，合理運用模糊聚類還有很多的優(yōu)勢。通過運用數據和數據代表性能夠有效檢驗研發(fā)模型，這種方式在列串數據量小于30%能夠得到更好的應用效果。

其次，合理運用地層油藏特性模擬。為了有效提高石油工程整體工作效率，需要合理運用人工智能技術。由于地層油藏特性模擬作為非均質地層結構，當中的測井資料和油藏數據信息沒有明顯聯系。工作人員通過共振圖像曲線和常規(guī)測井曲線的最新調查可對地層特征進行深入研究，能夠充分展現出人工智能技術的儲藏優(yōu)勢。在應用地層油藏特性模擬試驗過程中，可以通過磁共振測井資料信息不斷優(yōu)化和構建滲透率強、流體飽和度高的智能模型結構。石油工程合理運用模型，能夠對油藏特征具體分布進行真實反映。但是工作人員在應用過程中應注意的是，下套井中不應運用磁共振圖像技術。此外，由于生產層構成巖石的特征和質量會存在著一定的差異，因此數據質量可以表示出巖石的最高數值和具體變化情況。換句話說如果工作人員想要深入了解和掌握巖石特性，需要對巖石變化實際情況進行充分了解。因此，應根據實際情況，對石油工程領域做好全面的分析和探究，制定完善的石油工程方案計劃。并通過運用口井數據信息創(chuàng)建網絡模型的方式，能夠確保石油工程測量整體準確性，充分展現出人工智能技術的優(yōu)勢，有效提高石油工程領域在應用人工智能技術的整體效果。

8 結束語

綜上所述，隨著我國經濟和科學技術的快速發(fā)展，石油工程領域在應用人工智能技術時，石油企業(yè)并不是打破當前石油工程生產運營模式以及生產思維，而是需要管理人員及時轉變思維模式，更好地適應時代科學技術發(fā)展趨勢，不斷創(chuàng)新石油工程生產和管理模式。石油企業(yè)在發(fā)展過程中，為了提升自身品牌形象逐漸提高在行業(yè)中的核心競爭力，需要管理人員合理融合創(chuàng)造力以及創(chuàng)新思維戰(zhàn)略。通過對人工智能技術進行科學應用，可以確保石油企業(yè)更好地適應社會的發(fā)展，并給企業(yè)創(chuàng)造更多利益。